2011-2012学年湖南省衡阳市南岳区岳云中学高三（上）第三次月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

小牛、小麦、小洛、小安几位同学想划船渡过一条宽150米的河，他们在静水中划船的速度为3m/s，现在他们观察到河水的流速为4m/s，则对于他们这次过河，他们有各自的看法，其中正确的是（ ）
A．小牛说：我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船
B．小麦说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船
C．小洛说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船
D．小安说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的

2. 难度：中等

如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员（可视为质点），a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为（ ）
A．1：1
B．2：1
C．3：1
D．4：1

3. 难度：中等

如图所示水平圆盘绕中心竖直轴OO'匀速转动，在圆盘上沿半径方向放置两个完全相同的小物体A和B，小物体间用平行于圆盘的细线连接，两小物体随圆盘一起匀速转动．下列说法正确的是（ ）

A．细线中的张力可能为零
B．物体A受到的摩擦力一定指向圆心
C．物体B的线速度一定大于物体A的线速度
D．物体A的向心加速度大于物体B的向心加速度

4. 难度：中等

如图所示，有些地区的铁路由于弯多、弯急，路况复杂，依靠现有车型提速的难度较大，铁路部门通过引进摆式列车来解决转弯半径过小造成的离心问题，摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，使得车厢受到的弹力F_N与车厢底板垂直，F_N与车厢重力的合力恰好等于向心力，车厢没有离心侧翻的趋势（车轮内缘还要受到外轨侧向的弹力），当列车行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样．它的优点是能够在现有线路上运行，无需对线路等设施进行较大的改造．运行实践表明：摆式列车通过弯道的速度可提高20%---40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”．假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360Km/h的速度转弯，转弯半径为2Km，则质量为50Kg 的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力约为（ ）

A．500N
B．559N
C．707N
D．0

5. 难度：中等

我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比，（ ）
A．卫星动能增大，引力势能减小
B．卫星动能增大，引力势能增大
C．卫星动能减小，引力势能减小
D．卫星动能减小，引力势能增大

6. 难度：中等

按照我国月球探测活动计划，在第一步“绕月”工程圆满完成任务后，将开展第二步“落月”工程，预计在2013年前完成．假设月球半径为R，球表面的重力加速度为g，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断正确的是（ ）

A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率
B．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间为
C．飞船在A点点火变轨的瞬间，速度减小
D．飞船从A到B运行的过程中处于完全失重状态

7. 难度：中等

为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r₁的圆轨道上运动，周期为T₁．总质量为m₁．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r₂的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m₂则（ ）
A．X星球的质量为
B．X星球表面的重力加速度为
C．登陆舱在r₁与r₂轨道上运动时的速度大小之比为
D．登陆舱在半径为r₂轨道上做圆周运动的周期为

8. 难度：中等

如图所示，一小球以v=10m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°，（空气阻力忽略不计，g取10m/s²），以下判断正确的是（ ）

A．小球通过A、B两点间用时t=（-1）s
B．小球通过A、B两点间用时t= s
C．A、B两点间的高度差为h=10 m
D．A、B两点间的高度差为h=15 m

9. 难度：中等

在光滑圆锥形容器内固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环（小环可以自由转动，但不能上下移动），小环上连接一轻绳，与一质量为m的光滑小球相连，让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触．如图所示，图甲中小环与小球在同一水平面上，图乙中轻绳与竖直细杆成θ角．设甲图和乙图中轻绳对小球的拉力分别为T_a和T_b，圆锥内壁对小球的支持力分别为N_a和N_b，则下列说法中，正确的是（ ） 
①T_a一定为零，T_b一定为零；
②T_a可以为零，T_b可以不为零；
③N_a一定不为零，N_b可以为零；
④N_a可以为零，N_b可以不为零．

A．①③
B．②③
C．①④
D．②④

10. 难度：中等

一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．如图（a）所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径．现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ抛出，如图（b）所示．则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（ ）

A．
B．
C．
D．

11. 难度：中等

如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v，若v大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同．下列说法中正确的是（ ）

A．如果v=，则小球能够上升的最大高度为
B．如果v=，则小球能够上升的最大高度为
C．如果v=，则小球能够上升的最大高度为
D．如果v=，则小球能够上升的最大高度为2R

12. 难度：中等

一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关

13. 难度：中等

电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ）
A．只将轨道长度L变为原来的2倍
B．只将电流I增加至原来的2倍
C．只将弹体质量减至原来的一半
D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

二、填空题

14. 难度：中等

卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量．于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中具有基本测量工具．
（1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是    ；
（2）实验时需要测量的物理量是    ；
（3）待测质量的表达式为m=    ．

三、解答题

15. 难度：中等

一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度
（2）该星球的密度
（3）该星球的第一宇宙速度．

16. 难度：中等

图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B 两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=37°，C、D 两端相距4.45m，B、C相距很近．水平部分AB 以5m/s的速率顺时针转动．将质量为10kg 的一袋大米放在A 端，到达B 端后，速度大小不变地传到倾斜的CD 部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5．（g取10m/s²）试求：
（1）若CD 部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离．
（2）若要米袋能被送到D 端，求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围．

17. 难度：中等

如图所示，AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道，高度为h，末端B处的切线方向水平．一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放，滑到B端后飞出，落到地面上的C点，轨迹如图中虚线BC所示，已知它落地时相对于B点的水平位移OC=l．现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带，传送带的右端与B的距离为l/2．当传送带静止时，让 P再次从A点由静止释放，它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地面的C点，当驱动转动带动传送带以速度v匀速向右运动时（其他条件不变），P的落地点为 D．不计空气阻力．
a）求P滑到B点时的速度大小
b）求P与传送带之间的摩擦因数
c）求出O、D间的距离s 随速度v变化的函数关系式．